지멘스-Arm, 에이전틱 AI용 CPU 검증 협력-아이씨엔매거진

벨로체 스트라토 CS로 100억 게이트 인프라 검증… 칩 생산 전 소프트웨어 최적화 달성

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부가 Arm과 협력했다. 양사는 에이전틱 AI 워크로드 처리에 최적화된 차세대 Arm AGI CPU의 성능 및 안정성 검증을 완료했다. 이번 협력은 대형 클라우드 사업자(하이퍼스케일러) 환경에서 즉시 운용 가능한 대규모 AI 인프라를 구축하는 데 중대한 이정표가 될 전망이다.

100억 게이트급 멀티 다이 설계의 검증 한계 극복

Arm AGI CPU는 Arm 네오버스 컴퓨트 서브시스템(Neoverse CSS) V3 플랫폼을 기반으로 설계되었다. 초고성능과 전력 효율성을 동시에 구현하는 것이 특징이다. 하지만 Neoverse V 시리즈 코어와 고속 인터커넥트, PCIe Gen6, CXL 등 첨단 인터페이스가 결합된 멀티 다이(Multi-Die) 구조의 특성을 가진다. 이로 인해 100억 개 이상의 게이트를 검증해야 하는 초대형 복잡성을 지녀 기존 EDA 툴만으로는 설계 오류를 완벽히 잡아내기 어려웠다.

Arm은 이를 해결하기 위해 지멘스의 하드웨어 지원 검증(HAV) 플랫폼인 벨로체 스트라토 CS(Veloce Strato CS)를 도입했다. 지멘스의 솔루션은 여러 대의 벨로체 장비를 연동하여 개별 서브시스템부터 전체 시스템 수준까지 단계적으로 에뮬레이션했다. 덕분에 칩 최종 설계 확정(테이프아웃) 이전에 하이퍼스케일러가 요구하는 성능, 전력, 레이턴시 기준을 사전에 모두 충족할 수 있었다.

프리실리콘 소프트웨어 개발을 통한 출시 기간 단축

반도체 칩이 실제 생산되기 전에 드라이버를 개발하고 시스템을 초기 구동(브링업)하는 과정은 하이퍼스케일 데이터센터 배포 일정을 맞추는 데 필수적이다. 지멘스는 벨로체 프로FPGA CS(Veloce proFPGA CS) 프로토타이핑 플랫폼을 통해 실제 칩과 유사한 속도로 작동하는 시제품 환경을 제공했다.

이를 통해 Arm의 소프트웨어 팀은 실물 반도체가 나오기 수개월 전부터 소프트웨어 검증을 시작할 수 있었다. 출시 일정의 불확실성을 낮추는 성과를 거두었다. 검증 워크플로우 과정에서는 실제 AI 워크로드를 구동하며 PCIe Gen6 및 CXL 인터페이스 등에서 이론적 한계치의 98%에 달하는 고부하 스트레스 테스트를 완료했다.

이번 협력 성과는 Arm의 라이선시 및 생태계 파트너들에게도 동일하게 제공될 예정이다. Neoverse CSS 기반의 자체 커스텀 칩을 개발하려는 하이퍼스케일러와 SoC 설계 기업들은 개발 리스크를 대폭 낮추고 제품 출시 속도를 가속화할 수 있게 되었다.

[용어 해설 (Glossary)]

에이전틱 AI (Agentic AI): 사용자의 개입 없이 스스로 목표를 설정하고 판단하여 복잡한 워크플로우를 자율적으로 실행하는 인공지능 기술이다.
벨로체 스트라토 CS (Veloce Strato CS): 초대형 하드웨어 설계를 가상으로 구현하여 실제 칩 생산 전에 시스템의 성능과 오류를 검증하는 지멘스의 고성능 에뮬레이션 플랫폼이다.
네오버스 컴퓨트 서브시스템 (Neoverse Compute Subsystem, CSS): 클라우드 및 데이터센터용 커스텀 반도체를 빠르고 효율적으로 설계할 수 있도록 Arm이 제공하는 검증된 컴퓨팅 패키지다.
멀티 다이 (Multi-Die): 여러 개의 독립된 반도체 칩(다이)을 하나의 패키지 안에 결합하여 성능을 극대화하는 차세대 반도체 제조 기술이다.